diagramas p&id em engenharia química

XXV SEMANA DE QUÍMICA UERJ

Prof a Ninoska Bojorge

Diagramas P&ID em Engenharia Química

Departamento de Engenharia Química e de Petróleo – UFF

http://www.professores.uff.br/controledeprocessos-eq

�Introdução�Sistemas de Instrumentação e Controle�Tipos de Fluxogramas de Processos �Diagrama de Processos e Instrumentação (P&ID)�Simbologias e Nomenclaturas de equipamentos industriais�Malhas de Controle �Softwares para criar P&ID

Sumário2

Diagramas P&ID em Engenharia Química

Profª Ninoska Bojorge - TEQ/UFF

• Conhecer os principais tipos de fluxogramas utilizados em Engenharia Química

Específicos: • Conhecer os principais fluxogramas de processos,• Abordar as normas, sistemas de convecções e simbologia

de elaboração de fluxogramas• Exemplificar casos


3Objetivo

Níveis da pirâmide de automação

Estrutura hierárquica do processo produtivo


4

A instrumentação na indústria de processos

SENSORES, TRANSDUTORES E TRANSMISSORES DE SINAL

� SENSOR – Elemento diretamente em contato com a variável.

� TRANSDUTOR – Traduz o valor da variável numa grandeza eléctrica.

� TRANSMISSOR – Conjunto: Transdutor + Condicionador de Sinal, que traduz o valor da variável num sinal padrão. Ex. 4 – 20 mA.

5

Transdutor(eléctrico)

MedidaCondicionadorde sinal

Transmissão(telemetria)

ProcessamentoRepresentação

Sensortensão, corrente, carga.......

temperatura, pressão, vazão, nível , concentração, ...

Fluxo de Informação


Diagrama Funcional:

Fluxograma dos Instrumentos de Atuação6


� Função

Classificação dos Instrumentos7


Indicador

Válvula

Medição de TemperaturaRTD (Resistance Temperature Detectors) é feito a partir de um metal puro, cuja resistência várias com a temperatura. Certos metais têm uma mudança previsível na resistência com as variações de temperatura; essa previsibilidade é utilizada para determinar a temperatura.


8

tubo protetor

Porca de montagem

elemento sensorial

Cabeçote (transmissor)

Fonte de Corrente

Saída

fio

fio

Medição de Vazão

Especiais: Exemplo Turbina , oconceito básico é que o medidor éfabricado com uma área da secçãotransversal conhecida. Um rotor éinstalado, no interior do medidor comas suas pás axiais ao fluxo. Quandoo fluxo do processo passa as lâminasdo rotor conferem uma velocidadeangular para as lâminas, e porconseguinte, para o rotor. Estavelocidade angular é diretamenteproporcional à taxa total de fluxovolumétrico.


9

Elementos primários (tipo deprimogênio), queatuam por meio da produção de diferencial depressão (∆P).Os medidores de vazão tipo deprimogênio são osque entram em contato direto com o fluido medidona linha. A leitura do resultado da medição é feitapor meio de elemento secundário eletrônico(transmissor do diferencial de pressão), que por suavez envia o sinal para a linha de instrumentação.

Placa de Orifício Tubo Venturi

Transmissores

� Transmissor é um dispositivo transdutor* que responde a uma variávelde medição e que converte a entrada em um sinal de transmissãopadronizado.

* Transdutor é um dispositivo que recebe o sinal de saída a partir desensores.


10

Transmissor de PressãoTransmissor de nível Transmissor de Temperatura

Controlador

� Controlador é um dispositivo que tem por finalidade manter em umvalor pré-determinado, uma variável de processo. Esta atuação poderáser feita manual ou automaticamente, agindo diretamente na variávelcontrolada ou indiretamente através de outra variável, chamadade variável manipulada.


11

Elemento Final de Controle

Elemento Final de Controle é um dispositivo que manipula diretamente a vazão de um ou mais fluídos de processo. controla diretamente o valor da variável manipulada da malha de controle. Elementos finais de controle podem ser válvulas de controle, bombas, relé, aquecedores, etc


12

BombasVálvula de controleRelé

13

Manómetro com Válvula de isolamento


A Engenharia Química é a Mãe de todas as

Engenharias

Instrumentos/Equipamentos

São os componentes físicos que estão contidos no Processo, compondo todas as suas partes funcionais.

� Equipamentos: vasos, tanques, vibradores, colunas, misturadores, pasteurizadores, silos, clarificadoras, biorreatores, máquinas diversas e muitos outros.

� Instrumentos - Indicadores, controladores, registradores, sensores, variadores, atuadores, transmissores, conversores, válvulas de controle, bombas, motores, etc.


14

15

16


A instrumentação na indústria de processos

Conceitos Simbologia & Nomenclatura � Desenho técnico é uma forma de expressão gráfica que tem

por finalidade a representação de forma, dimensão e posiçãode objetos de acordo com as diferentes necessidadesrequeridas pelas diversas modalidades de engenharia etambém da arquitetura.

� Utilizando-se de um conjunto de símbolos constituído porlinhas, números, indicações escritas normalizadasinternacionalmente, o desenho técnico é definido comolinguagem gráfica universal da engenharia e da arquitetura.

� Assim como a linguagem verbal escrita exige alfabetização, aexecução e a interpretação da linguagem gráfica do desenhotécnico exige treinamento específico, porque são utilizadasfiguras planas (bidimensionais) para representar formasespaciais.

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Conceitos Simbologia & Nomenclatura

� O desenho de projeto se tornou um meio universal derepresentação de produtos e/ou processos amparado pornormas internacionais e/ou nacionais, representando umcontrato legal entre fornecedor e cliente.

� Todo engenheiro ou técnico tem o dever de consultaras normas delineativas do projeto ao qual estáenvolvido. A negligência ou desconhecimentonormativo é uma das principais causas de erros nosprojetos industriais.

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Simbologia/Nomenclatura


� A norma destina-se a fornecer informações para que qualquer pessoa possa entender as maneiras de medir e controlar o processo.

� Não constitui pré-requisito para esse entendimento um conhecimento profundo/detalhado de um especialista em instrumentação.

19NORMA


A Instrumentação Industrial possui FortíssimasBases Técnicas Padronizadas a Níveis Mundiais

� ANSI ( American National Standard Institute )� API ( American Petroleum Institute )� ASME ( American Society of Mechanical Engineers )� ASTM ( American Society for Testing & Materials ) � BSI ( British Standards Institution )� ISA (International Society for Measurement & Control)� ISO ( International Standard Organization )� DIN ( Deutsches Institut für Normung )� DNV ( Det Norske Veritas ) & BV ( Bureau Veritas )� JIS ( Japanese Industrial Standards )


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Além das normas técnicas internas de empresas multinacionais de petróleo, Gás & Óleo, Montadoras automobilísticas, Aeronáuticas, Estaleiros, Aciarias, Sidero-Metalúrgicas, Químicas, Papel & Celulose.

Normas

A hierarquia das normas no Brasil é a seguinte:1. Lei ou portaria (INMETRO edita as leis técnicas),2. Normas ABNT, que edita as normas técnicas no Brasil,3. Normas OIML4. Normas ISO/IEC (IEC faz as normas técnicas da ISO),5. Normas ISA, API, DIN e outras nacionais de outros países,6. Normas internas de empresas, como Petrobras, Braskem, Vale

(só podem ser usadas internamente).

Embora a precedência da norma ISA esteja na quinta posição (mas não significa que seja de quinta categoria), a norma ISA 5.1, Símbolos e Identificação de Instrumentos , é usada como padrãoe obrigatório no mundo e no Brasil.

21


Normas22


Normas

ISA 5.1 – Instrumentation Symbols & IdentificationISA 5.2 – Binary Logic Diagrams for Process OperationsISA 5.3 – Graphic Symbols for Distributed Control / Shared Display

Instrumentation, Logic & Computer SystemISA 5.4 – Instrument Loop DiagramsISA 5.5 – Graphic Symbols for Process DisplaysISA 5.6 – Functional Requirements Documentation for Control Software

ApplicationsISA 12.1 – Definitions & Information Pertaining to Electrical Equipments

in Harzadous (Classified) LocationsISA 99 – Security for Industrial Automation & Control Sys – Part 1:

Terminology, Concepts & ModelsISA TR 99 – Security for Industrial Automation Control System.

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FLUXOGRAMA DE PROCESSO

Os fluxogramas ou diagramas são desenhos esquemáticos, não projetivos, que mostram toda a rede de tubulações, equipamentos e acessórios de uma instalação industrial.

Devido à complexidade de uma planta industrial típica, normalmente são subdivididos por sistemas ou fluidos de trabalho.

Os fluxogramas têm a finalidade de mostrar o funcionamento de um determinado sistema, desconsiderando-se detalhes de fabricação, construção ou montagem.

Do ponto de vista do processo, representam a classe de desenhos mais importante da instalação, devendo necessariamente o projeto básico contemplá-lo.

24


FLUXOGRAMAS DE PROCESSO

1. Fluxograma de Utilidade (Utility Flow Diagram – UFD)2. Fluxograma de Engenharia (Engineering Flow Diagram –

EFD)3. Fluxograma Mecânico (Mechanical Flow Diagram – MFD)4. Fluxograma de Sistema (System Flow Diagram – SFD)5. Fluxogramas de blocos (block flow diagrams – BFD) 6. Fluxograma de Processo (Process flow Diagram – PFD)7. Diagrama de Processo e Instrumento (P&ID)

25


Fluxogramas de blocos (BFD)


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Diagrama de blocos do processo de obtenção siderúrgica do ferro.

carvão

coqueria

calcário moagempeneiramento

beneficia-mento

minério do ferro

aciaria

fundicaçãode ferro fundido

alto forno

escória

gusa liquido

gusa sólido

coque

calcário

minério beneficiado

Numa fase inicial• Fornecer uma visão geral de um processo complexo ou planta• Blocos que representam processos individuais ou de grupos de operações

( Block Flow Diagrams – BFD )

Fluxogramas de blocos (BFD)


27

Fluxograma de produção do alumínio

Fonte: http//:www.alcoa.com.br

Diagrama de fluxo pictórico estabelece etapas de processamento principais

Fluxogramas de processos (PFD)

� Mostra balanços de materiais e de energia� Mostra principais equipamentos da planta: incluem

todos os vasos, tais como reatores, separadores, e tambores, equipamentos de processamento especial, trocadores de calor, bombas, e assim por diante.


Fluxograma de Processo PFD – (Process Flow Diagram )

Diagramas PFD são normalmente divididos em 2 partes Operacinais:

� Representação Gráfica dos Processos demonstrando, a priori, equipamentos, Linhas de fluxo e Aplicações Operacionais;

� Tabelas Técnicas com dados dos processos constando apenas dados operacionais atualizados dos processos .


29


Obs.: demasiado detalhes, precisa de de uma tabela de balanço de material e energia


Fluxograma do processo de produção de biodiesel

Halim I, Srinivasan R. , A knowledge-based simulation-optimization framework and system for sustainable process operations, Computers & Chemical Engineering, Volume 35, 2010

Profª Ninoska Bojorge - TEQ/UFF 32

Interpretação do PFD

� Como se interpreta um PFD?mediante:

� símbolos equipamentos� códigos de equipamentos� sinalizadores de fluxo


33

FLUXOGRAMA DO PROCESSO

34


Diagrama de Fluxo de Processos (PFD)

contêm os principais equipamentos

35

O P&ID (Process and Instrument Diagram)


Diagrama de Processo e Instrumentação (P&ID)


� O diagrama de Processo e instrumentação (P&ID) ou diagrama de tubulação e instrumentação mecânica (MFD) fornecem as informações necessárias para engenheiros iniciar o planejamento para a construção da usina.

� P&ID é a última etapa do projeto do processo e serve como um guia p/ aqueles (?), que serão responsáveis pelo projeto final e construção.

� Não inclui:1) Condições operacionais T, P2) Vazões3) Locais de equipamentos4) Roteamento de tubo

a. comprimentos de tubulaçãob. acessórios para tubos

5) Suportes, estruturas e fundações

O que inclui:

� Para Equipamento: Mostra todas as peças (unidades de reposição, unidades paralelas, detalhes resumo de cada unidade),

� Para tubulação : Inclui todas as linhas (drenos, conexões de amostras e especifica o tamanho (usa tamanhos padrão), materiais de construção, isolamento (espessura e tipo),

� Para Instrumentos: Identifica indicadores, registradores, controladores...

� Para utilitários - Identifica utilitários de entrada, saída, saída utilitários para instalações de tratamento de resíduos.



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P&ID for benzene distillation


Nomenclatura de equipamentos industriais

TAG : é um código alfanumérico, cuja finalidade é a de identificar equipamentos ou instrumentos, dentro de uma planta de processos.

No caso de equipam.: Formado pelo nome da área, tipo do equipamento e um número sequencial, caso haja mais de uma equipamento do mesmo tipo na mesma área, separados por hifens, o que totaliza de seis a oito caracteres. Muitas empresas adotam tags mais longos de 12 ou mais caracteres.

39

11 – FG - 01

Área: 11

Tipo de equipamento: ciclone separador de gás

Sequencial: 01




40

Equipment Codes



41

Equipment Codes

SIMBOLOGIA INSTRUMENTAL BÁSICA

� Compressores

� Válvulas

42


43SIMBOLOGIA INSTRUMENTAL BÁSICA

� Válvulas (contin.)


� Válvulas (contin.)



SIMBOLOGIA INSTRUMENTAL BÁSICA45

� Trocadores de Calor

� Bombas e Turbinas


� Bombas de deslocamento positivo





� Vasos



� Tanques de armazenamento



Nomenclatura de instrumentos e malhas de controle

Regras básicas:O nome de um instrumento é formado por:

1. Conjunto de letras que o identificam funcionalmente � Primeira letra: identifica a variável medida pelo

instrumento� Letras subsequentes: descrevem funcionalidades

adicionais do instrumento

2. Número� Identifica o instrumento com uma malha de controle.

Todos os instrumentos da mesma malha devem apresentar o mesmo número:

50


EXEMPLO:Instrumento: Registrador controlador de temperatura.

51Nomenclatura de instrumentos e malhas de controle


Obs :Instrumento: Registrador controlador de temperatura : TRC – 2A

52

5. Malhas de controle: A primeira letra corresponde à variável medida. Uma válvula de controle que varia uma vazão para controlar um nível é denominada LV.

6. Quando as letra C e V são usadas em conjunto, C (Control) deve preceder V (Valve): Válvula de controle Manual: HCV

7. As letras modificadoras devem ser colocadas logo após as letras que modificam.

8. Para cada função de um instrumento deverá ser colocado junto ao desenho círculo concêntricos tangenciais



Obs :Instrumento: Registrador controlador de temperatura : TRC – 2A

53

9. O número de letras não deve ultrapassar a 4. Se o instrumento é registrador e indicador da mesma variável, o I de Indicador pode ser omitido.

10. Todas as letras devem ser MAIÚSCULAS.



Controlador detemperatura...

Instrumento: Registrador controlador de temperatura : TRC – 2A

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Exemplo: Um controlador de temperatura com chave de nível alto. O instrumento pode ser designado como

TIC/TSH-3...com chave de nível alto



Nomenclatura e Simbologia: Alarmes

� A localização dos identificadores de alarme é deixada ao critério e conveniência do utilizador. Mas, geralmente são instalados na sala de controle acessível ao operador.

Ex. Pressão:PAH (High/ Alta)PAL (Low / Baixo)dP/dt (Rate of change /Taxa)PDA (Deviation from set point /Erro)


� Alarmes na saída do controlador deve usar um identificador indefinido representado pela letra X, Ex.:

56Nomenclatura e Simbologia: Alarmes

XAH (High)XAL (Low)d/dt (Rate of change)


Nomenclatura e Simbologia: Malhas de Controle

� Se uma malha possui mais de um instrumento com a mesma identificação, então adiciona-se um sufixo à malha: FV-2A, FV-2B, etc. Para o caso de registro de temperatura multiponto utiliza-se: TE-25-01, TE-25-02, TE-25-03, etc.

� Em fluxogramas não é obrigatório identificar todos os elementos de uma malha. Por exemplo, uma placa de orifício, uma válvula e elementos primários de temperatura podem ser omitidos para se representar instrumentos mais importantes.

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Símbolos para Linhas de Instrumentação

Simbologias

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Tubulação

Conexão ao processo

Sinal elétrico

Sinal pneumático

Sinal hidráulico

Data link

Capilar preenchido

Sinal eletromagnético(sem fio)

Sinal não especificado

Símbolos para linhas de Instrumentação

Simbologias

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O tipo do suprimento é designado por duas linhas encima da linha de alimentação:

Exemplo:

ES 24 DC

alimentação elétrica 24VDC


Tabela 1 – Símbolos gerais de instrumentos

60No Campo

No painelprincipal de controle

Atrás do painelprincipal decontrole

Painel local oudo equipamento

InstrumentosDiscretos

Diâmetro 12 mm

Instrumentocompartilhado(Panel view)

Computador do Processo

Controlador programável (CLP) Interface

CLP/Campo/CLPInterface

CLP/Supervisório/CLPInterface Interna

(lógica)Interface CLP/Panel

View/CLP

Localização

Tipo

Tabela 2 – Símbolos gerais de instrumentos

61

Primeira Letra Letras subsequentes

Variável medida ou inicial

ModificadoraFunção de informaçãoou Passiva

Função Final Modificadora

A Analisador -- Alarme

B Chama de queimador-- Indefinida Indefinida Indefinida

C Condutividade elétrica-- -- Controlador (12) --

D Densidade ou massaespecífica (Density)

Diferencial -- ----

E Tensão elétrica -- Elemento primário -- --

F Vazão (Flow) Razão (fração) -- -- --

G Medida dimensional -- Visor -- --

H Comando Manual(Hand)

-- -- -- --

I Corrente Elétrica Indicador -- --

J Potência Varredura ouseletor

-- --

L Nível (Level) -- Lâmpada piloto -- --

M Umidade (Moisture) -- -- -- --

N Indefinida -- Indefinida Indefinida Indefinida

62

Primeira Letra Letras subsequentes

Variável medida ou inicial

ModificadoraFunção de informaçãoou Passiva

Função Final Modificadora

O Indefinida -- Orifício de restrição -- --

P Pressão ou Vácuo Ponto de teste --

Q Quantidade ou Evento Integrador outotalizador

-- --

R Radioatividade Registrador ouImpressor

-- --

S Velocidade oufrequência (Speed)

Segurança -- Chave --

T Temperatura -- -- Transmissor --

U Multivariável -- Multifunção Multifunção Multifunção

V Viscosidade -- -- Válvula --

W Peso ou Força (weigh) -- Poço -- --

X Não classificada -- Não classificada Não classificada Não classificada

Y Indefinida -- Relé ou cálculo computacional -- --

Z Posição -- -- Elemento final decontrole não Classifi.

--

Tabela 2 – Símbolos gerais de instrumentos (cont.)

Tabela 3 – Símbolos e Funções de Processamento de Sinais

Diagrama de Processos & Instrumentação (P&ID)Também conhecido como Piping & Instrumentation Diagram

- Instrumento instalado no chão de fabrica (no campo)

- Instrumentos que são montados na planta de processo (ou seja, sensores instalados no equipamentos ou na tubulação do processo.

Montagem no chão de fabrica

Os instrumentos no painel

- Instrumentos que são montados no painel de controle.


Instrumentos atrás do painel (invisível).

- instrumentos que são montados atrás de um painel de controle


Instrumentos que funcionam em Sistema de Controle Distribuído (DCS)

- Um Sistema de Controle Distribuido (SCD) refere-se a um sistema de controle do processo dinâmicos ou qualquer tipo de manufatureiras, no qual os elementos de controle não são controle centralizados (como cérebro), mas são distribuídos por todo o sistema, com cada subcomponente do sistema controlado por um ou mais controladores. Todo o sistema de controladores está ligado por redes de comunicação e monitoramento.


Exemplos

• PI = Indicador de Pressão“P" é a variável medida (Pressão)“I“ é a função de informação ou passiva.Neste caso pode-se ter vários tipos de instrumentos. Desde um manômetro mecânico à instrumentos eletrônicos sofisticados.Note que ao indicar PI em um fluxograma a intenção é descrever que naquele determinado ponto deseja-se somente indicar a pressão, independentemente do tipo de instrumento utilizado.

� TI = Indicador de Temperatura� LI = Indicador de Nível� SI = Indicador de Velocidade� RI = Indicador de Radioatividade� MI = Indicador de Umidade� AI = Indicador de Condutividade, ou pH, ou 02 etc.� VI = Indicador de Viscosidade


70

Exemplos

• PIC = Indicador Controlador de Pressão

Neste caso a função final é o controle de uma malha, portanto, a letra "C" da coluna “função final". A letra "I” é somente uma função passiva mencionando que o instrumento também esta indicando de alguma forma a variável "P" pressão.

� TIC = Indicador Controlador de Temperatura� LIC = Indicador Controlador de Nível� FIC = Indicador Controlador de Vazão� JIC = Indicador Controlador de Potência� SIC = Indicador Controlador de Velocidade� BIC = Indicador Controlador de Queima ou Combustão

(queimadores de caldeiras ou fomos ou outros)


71

Exemplos

• LAH = Alarme de Nível AltoNeste exemplo a letra "A" define a função de informação, indicando que o instrumento está sendo utilizado para um alarme. A letra modificadora "H” complementa esta informação indicando o parâmetro do alarme, no caso nível alto.

� TAH = Alarme de Temperatura Alta� SAL = Alarme de Baixa Velocidade� WAL = Alarme de Peso Baixo


72

� HV = Válvula de controle manualA letra “V” indica a função final e a letra “H” indica a variável inicial.

� LCV = Válvula de controle de nível auto-operadaNeste exemplo a letra “C” pode estar indicando que a válvula é auto-operada.

� LV = Válvula de nívelGeralmente esta notação determina que se trata deuma válvula de controle proporcional.


73Exemplos


74Exemplos

Simbologia simplificada

Simbologia completa


75Exemplos

Apresentação da Documentação de um PI&D :


76

Basic Column Control System

Tipos de Malhas de Controle

� Controle Realimentado (Feedback Control)� Controle Antecipatório (Feedforward Control)� Controle de Razão (Ratio Control)� Contole em Cascata


77

V-100LCV-100

LC

V-100

Entrada Fluido

Saída Fluido

LT

Y

Controle Feedback� Um dos sistemas de controle de processo mais simples. � Na malha de realimentação mede-se uma variável de processo e envia a sinal

de medição para um controlador, o qual compara com o set point. Se a variável de processo não estiver no set point, realizará a medidas de controle para retornar a variável de processo para o set point.

� Vantagem: é simples, usando único transmissor. � Este esquema de controle não leva em consideração nenhuma das outras

variáveis no processo.

Controle Feedback ...cont.� Malhas Feedback são frequentemente usadas na indústria para o controle de

processos. A vantagem de uma malha feedback é que controla diretamente a variável de processo desejada. E como desvantagem de malhas de realimentação é que a variável de processo deve sair do set-point para que o controlador execute uma ação.

V-100LCV-100

LC

V-100

Entrada Fluido

Saída Fluido

LT

Y

Exemplo 1

V-100

V 100

TC

Entrada Fluído

Saída Fluído

TT

A figura abaixo mostra um tanque reservatório de líquido para um sistema de caldeira. Este sistema tem a temperatura desejada máxima de 120 ºC, onde o aquecedor será desligado quando a temperatura atingir a temperatura desejada. Desenhe malha de controle feedback para o sistema.

Controle Feedback ...cont.

LCV-100

FT

FC

Vapor

TI

Variável de processo que precisa ser controlada = TemperaturaY

Entrada do Fluído

Saída do Fluído

Controle Feedforward� Malha Feedforward ou Antecipatória é um sistema de controle que

antecipa as perturbações de carga e controlá-los antes que eles possam impactar a variável do processo.

� Para trabalhar com controle antecipado, o usuário deve ter uma compreensão matemática de como as variáveis manipuladas impactará na variável do processo.

Controle Feedforward …cont.� Uma vantagem do controle antecipatório ou de alimentação é que o erro é

impedido, em vez de corrigidos. No entanto, é difícil dar conta todos os possíveis distúrbios de carga em um sistema através do controle antecipatório.

� Em geral, o sistema de antecipatório deve ser usado no caso de que a variável controlada tem o potencial de ser uma grande perturbação de carga sobre a variável de processo, a ser controlada.

LCV-100

FT

FC

Y

Vapor

TI

Entrada do Fluído

Saída do Fluído

Variável de processo que precisa ser controlada = Temperatura

Exemplo 2

V-100FT Variável de processo que precisa

ser controlada = Pressão

FC

Y

PI

Controle Feedforward …cont.

A seguinte figura mostra um reservatório gás comprimido. A variável de processo que necessita ser controlada é a pressão, sendo que a pressão deve manter-se em 60 psi. Esta pressão é controlada por meio da medição do fluxo de gás que entra ao tanque. Desenhe o sistema de controle Feedforward.

BOILERVariável de Processo que precisa ser controlada = Pressão

ÁguaVapor quente

PCV-100


Exercício 1 : A figura abaixo mostra um sistema de caldeira usado para fornecervapor quente para uma turbina. Este sistema precisa de fornecer vapor quente a100 psi para uma turbina, onde o PCV-100 deve ser aberta quando a pressãoatinge a pressão desejada. Com o uso de controle de pressão por meio demedição de temperatura na caldeira, desenhe um sistema da malha de controlefeedforward.

Exercício 1 : A figura abaixo mostra um sistema de caldeira usado para fornecervapor quente para uma turbina. Este sistema precisa de fornecer vapor quente a100 psi para uma turbina, onde o PCV-100 deve ser aberta quando a pressãoatinge a pressão desejada. Com o uso de controle de pressão por meio demedição de temperatura na caldeira, desenhe um sistema da malha de controlefeedforward.

BOILERVariável de Processo que precisa ser controlada = Pressão

ÁguaVapor quente

PCV-100


TT

TIC YResposta:

água Acido

2 parte de água

1 parte de ácido

FTFT

FFFIC

Controle de Razão

O controle de razão é usado para assegurar que dois ou mais fluxos, sejam mantidos na mesma razão, mesmo que os fluxos estejam mudando.

água Acido

2 parte de água

1 parte de ácido

FTFT

FFFIC

Controle de Razão...cont. Aplicação: � Mistura de dois ou mais fluxos, para produzir uma mistura com uma

composição especificada. � Junção de dois ou mais fluxos, para produzir uma mistura com proprie-

dades físicas especificadas. � Manter a mistura de ar e combustível correta para a combustão.

água Acido

2 parte de água

1 parte de ácido

FTFT

FFFIC

Controle de Razão (Auto ajustado) � Se a característica física do fluxo misturado é medido, um controlador

PID pode ser utilizado para manipular o valor da relação. � Por exemplo, uma medição da densidade, índice de octano da gasolina,

cor, ou outra característica pode ser utilizada para controlar essa característica através da manipulação da proporção.

O controle em cascata usa a saída do controlador primário para manipular o ponto de o controlador secundário conjunto como se fosse o elemento de controlo final.

Objetivo:

� Permitir que o controlador secundárioseja mais rápido para lidar comperturbações na malha secundária.

� Permitir controlador secundário paralidar com válvula não linear e outrosproblemas do elemento final de controle.

� Permitir controlar diretamente malhasecundária durante certos modos deoperação (como startup).

Controle em Cascata

Fluido Processo

Vapor

Condensado

Controlador Vazão (secundário)

Controlador Temperatura

(Primário)

Sensor transmissorTemperatura

Cascade Control (cont…)

Requisitos para controle em cascata:

Dinâmica do processo malha secundária deve ser de pelo menos quatro vezes mais rápido que a dinâmica da malha primaria de controle do processo.

A malha secundária deve ter influência sobre o malha primária.

Malha secundária deve ser medível e

controlável.

Fluido Processo

Vapor

Condensado

Controlador Vazão (secundário)

Controlador Temperatura

(Primário)

Sensor transmissorTemperatura

Softwares para criar P&ID

Profª Ninoska Bojorge - TEQ/UFF 91

Criando Fluxogramas

� Com o PowerPoint você pode criar apresentações eficazes, mas a maioria dos usuários não está familiarizada com os fundamentos da criação de fluxogramas.

� Fluxogramas são bons para mostrar um projeto passo a passo, por exemplo.


92

Como fazer um fluxograma no Power Point?

Passo 1: Abra o PowerPoint e mude o layout da página para Em branco


93

Como fazer um fluxograma no Power Point?

Passo 2: Ative as grades para orientar-se durante o desenho dos objetos

Passo 3: Para acessar os objetos do fluxograma, clique em Formas:

Criando Fluxogramas

Criando Fluxogramas


94

Como fazer um fluxograma no Power PointPara acessar os objetos do fluxograma,clique em Formas:

Criando Fluxogramas

Criar fluxogramas para documentar procedimentos, analisar processos, indicar fluxo de trabalho ou de informações, controlar custo e eficiência, etc.

95

No Microsoft Visio


Criando Fluxogramas


96No Microsoft Visio


97

Criando Fluxogramas


98Criando Fluxogramas

99

AVEVA P&ID™AVEVA P&ID™ Autocad P&IDAutocad P&ID

CAD Schroer's P&IDCAD Schroer's P&IDEdrawsoftEdrawsoft


100

Criando Fluxogramas

VirtualPlant

Outros:

Criando Sinóticos

� Sistemas de Supervisão e Aquisição de Dados (SCADA)(proveniente do seu nome em inglês Supervisory Control and Data Acquisition)

São sistemas que utilizam softwares para monitorar e supervisionar as variáveis de processos e os dispositivos de um sistema de controle conectados através de drivers específicos. Atualmente, os SSC´s do mercado possuem ferramentas para a geração de relatórios na própria estação de trabalho: Os relatórios mais comuns que são utilizados são:

� Relatório de alarmes� Relatório de Acesso� Relatório de variáveis


101


102Criando Sinóticos

Empregando softwares comerciais, que fornecem simbologia de equipamentos industriais, numa biblioteca de objetos específicos para automação industrial, incluindo tubulações, válvulas, motores, tanques, PLC, e símbolos oficiais do ISA.

http://www.reichard.com/


103Criando Sinóticos

http://salvador.olx.com.br/software-industriais-comerciais-pessoais-php-c-c-asp-mysql-modbus-rs485-plc-clp-scada-iid-14744893

104

• Manuais de Operação da Planta Didática Smar • Control System Documentation - Applying Symbols and Identification Raymon Mulley, ISA,

1993• ABNT 03.004, NBR 8190 Simbologia de Instrumentação, Out/1983• Bega, E. A, Instrumentação Industrial, 2 edição, Rio de Janeiro, Interciencia, 2006• BRUSAMARELLO, V, BALBINOT, A, Instrumentação e fundamentos de medidas, Vol 2, Rio

de Janeiro, LTC, 2007• ALVES, S, LL, Instrumentação, Controle e Automação de processos, Rio de Janeiro, LTC,

2005• Anderson, Norman A. Instrumentation for proccess measurement and control. CRC Press,

3a. Ed, 1997.

Bibliografia:

• http://www.isarj.org.br//• http://www.symbolfactory.net/• http://www.reichard.com/• http://www.fem.unicamp.br/~instmed/CGI.htm• www.samson.de/pdf_en/l101en.pdf• http://www.apc-network.com/APC/AddonsSource/controlsymb.htm• http://www.engineeringtoolbox.com/process-control-systems-t_32.html• www.fkkksa.utm.my/staff/arshad/images/lecture/POT/2.1b_pfd.pdf

diagramas p&id em engenharia química

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